DE3523851C2

DE3523851C2 -

Info

Publication number: DE3523851C2
Application number: DE3523851A
Authority: DE
Inventors: Marcello Rom/Roma It Bertozzi
Original assignee: QUARTZCOLOR IANIRO SpA ROM/ROMA IT
Current assignee: QUARTZCOLOR IANIRO SpA ROM/ROMA IT
Priority date: 1985-07-03
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1988-05-26
Also published as: GB2177487A; GB2177487B; FR2584479B1; GB8516857D0; FR2584479A1; DE3523851A1; US4658338A

Description

Die Erfindung betrifft einen konvektionsgekühlten Scheinwerfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Scheinwerfer, der sich für die Bühnenbeleuchtung und für Beleuchtungszwecke in Photo-, Film- und Fernsehstudios eignet.The invention relates to a convection-cooled headlight according to the preamble of claim 1. In particular relates the invention of a spotlight that is suitable for stage lighting and for lighting purposes in photo, film and TV studios.

Die derzeit gebräuchlichen, bekannten Scheinwerfer für Bühnen- und Studiozwecke enthalten als Lichtquellen Lampen mit Nennleistungen bis zu 10 kW. Lampen mit derart hohen Nennleistungen erzeugen selbstverständlich auch in erheblichem Maße Wärme, die die Lebensdauer der Lampe in untragbarer Weise herabsetzen würde, wenn sie nicht abgeführt wird. Die entwickelte Wärme kann außerdem die Funktion und Bedienung des Scheinwerfers als Ganzes beeinträchtigen. Scheinwerfer der hier interessierenden Art müssen also gekühlt werden.The currently known headlights for stage and studio purposes contain lamps with nominal power as light sources up to 10 kW. Lamps with such high ratings of course also generate a significant amount of heat reduce the lamp life in an intolerable manner would if it is not removed. The heat developed can also the function and operation of the headlamp as a whole affect. Headlights of the type of interest here must so be cooled.

Kühlvorrichtungen für die Lampen von Beleuchtungseinrichtungen, wie Scheinwerfern, sind bekannt. Die wirkungsvollste Art der Kühlung ist die Zwangsluftkühlung. Eine Zwangsluftkühlung, z.B. mittels eines Gebläses und gegebenenfalls Ableitung der heißen Luft nach außen, kann jedoch oft nicht angewendet werden. So verbietet sich z.B. eine Zwangsluftkühlung bei Scheinwerfern für Photo- und Filmstudios nicht nur, da solche Scheinwerfer leicht beweglich sein müssen, sondern vor allem auch, da bei solchen Beleuchtungseinrichtungen bekanntlich keine Gebläse verwendet werden können.Cooling devices for the lamps of lighting devices, like headlights, are known. The most effective type of Cooling is forced air cooling. Forced air cooling, e.g. by means of a blower and, if necessary, deriving the hot Air to the outside, but often cannot be used. So forbids e.g. forced air cooling for headlights for Photo and film studios not only because such spotlights are light have to be mobile, but above all because of such Lighting devices are known to use no blowers can be.

Da die Lampe sowie das ganze Innere von Scheinwerfern und ähnlichen Einrichtungen der hier interessierenden Art also durch die natürliche Luftkonvektion gekühlt werden müssen, d.h. durch die Luftströmung, die wie in einem Kamin durch den Auftrieb der erhitzten Luft bewirkt wird, hat man bereits auf verschiedene Weise versucht, den Wirkungsgrad einer solchen Konvektionskühlung zu verbessern. Dabei kann man im Prinzip entweder die Menge der zirkulierenden Luft oder ihre Geschwindigkeit vergrößern. Da die Abmessungen der im allgemeinen schlitzförmigen Lufteintrittsöffnungen aus Gründen der Lichtdichtheit nicht beliebig erhöht werden können, muß man anstreben, die Strömungsrate der zirkulierenden Luft durch geeignete Auslegung der Größen und Positionen der Lufteintrittsschlitze sowie durch eine Erhöhung der Zirkulationsgeschwindigkeit der Luft zu erhöhen.Because the lamp as well as the whole interior of headlights and the like Facilities of the type of interest here natural air convection must be cooled, i.e. by the air flow that is like in a fireplace by the buoyancy of the heated air is effected, there are already different Way tries to increase the efficiency of such convection cooling to improve. In principle, you can either choose the quantity of the circulating air or increase its speed. Because the dimensions of the generally slit-shaped air inlet openings out Cannot be increased arbitrarily for reasons of light tightness, you have to aim at the flow rate of the circulating air through appropriate design of the sizes and positions of the air inlet slots as well as by increasing the circulation speed to increase the air.

Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik nach der GB-PS 12 01 894, in der ein Studioscheinwerfer mit verbesserten Kühleigenschaften beschrieben ist. Dieser Scheinwerfer weist in seinem unteren Gehäuseteil Lufteintrittsöffnungen und einen sich im Sockelbereich der Lampe verjüngenden Luftführungskanal auf, der in eine den Lampensockel umgebende Verengung mündet.The invention is based on a prior art GB-PS 12 01 894, in which a studio headlight with improved Cooling properties is described. This headlight points in its lower housing part air inlet openings and one itself in the base area of the lamp tapering air duct, which opens into a constriction surrounding the lamp base.

Weiter ist aus der FR-PS 6 98 909 eine Leuchte mit einem Reflektor bekannt, bei der die Lampe in der Reflektorachse angeordnet ist. Beim Betrieb ist die Leuchte so angeordnet, daß die Reflektorachse vertikal steht. Der Lampenkolben ist in der Nähe des Sockels durch eine von einer Einschnürung gebildete Öffnung im Scheitel des Reflektors umgeben, wobei die Einschnürung einen sich verjüngenden, in die Öffnung mündenden und einen von der Öffnung auseinanderlaufenden Teil beinhaltet, so daß ein ringförmiger Zwischenraum gebildet wird, der von der durch freie Konvektion die Lampe umströmende Luft durchströmt werden kann.FR-PS 6 98 909 is also a luminaire with a reflector known in which the lamp is arranged in the reflector axis. In operation, the lamp is arranged so that the reflector axis stands vertically. The lamp bulb is near the base through an opening in the crown formed by a constriction surrounded by the reflector, the constriction a tapering, opening into the opening and one from the opening diverging part includes so that an annular Gap formed by free convection air flowing around the lamp can be flowed through.

Aus der US-PS 8 31 311 schließlich ist eine Leuchte mit einem aus zwei konischen, mit ihren schmalen Seiten aneinanderstoßenden und damit eine Einschnürung bildenden Schirmteilen bekannt, bei der durch einen Abstandhalter zwischen Lampe und Schirm ein Zwischenraum gebildet wird, der von Luft durchströmt werden kann, so daß der Schirm an der Lampe nächsten Stelle vor Überhitzung bewahrt wird. In dem in Strömungsrichtung gesehen sich verjüngenden Teil des Schirms sind vor der Verengung Öffnungen im Lampenschirm vorgesehen, durch die von außen Licht in den Zwischenraum eintreten kann.From US-PS 8 31 311 is finally a lamp with one from two conical, with their narrow sides abutting and thus a constricting screen parts are known, with a spacer between the lamp and the screen Space is formed that can be traversed by air, so that the screen next to the lamp from overheating is preserved. In the tapering seen in the direction of flow Part of the shade are openings in the lamp shade before the narrowing provided by the outside light in the space can occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem konvektionsgekühlten Scheinwerfer mit fester oder verstellbarer Lampe der vorausgesetzten Art durch Verbesserung der Kühlluftführung die Luftansaugwirkung und die Geschwindigkeit der an der Lampe vorbeistreichenden Luft zu erhöhen.The invention has for its object in a convection-cooled Headlights with fixed or adjustable lamp of the type required Improvement of the cooling air flow, the air intake effect and the Increase the speed of the air passing the lamp.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved.

Bei der praktischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Einrichtung zur Verstärkung der Luftströmung eine Oberflächenstruktur, die so geformt ist, daß sie einen Kanal für den Durchtritt der Luftströmung bildet, welcher einen ersten, konvergie renden Abschnitt oder Kompressionsabschnitt sowie einen zweiten, divergierenden Abschnitt oder Expansions abschnitt enthält, die durch eine Verengung oder einen Kehlenabschnitt getrennt sind. Eine Einrichtung dieser Art wird generell als Venturi-Rohr bezeichnet.In the practical embodiment of the present Invention includes the device for amplification the air flow a surface structure that so is shaped so that it has a channel for passage the air flow that forms a first, converging section or compression section as well a second, diverging section or expansion section contains that due to a narrowing or a throat section are separated. An institution this type is generally referred to as a venturi tube.

Bei einer Ausführungsform, die sich insbesondere für Leuchten, wie Scheinwerfer mit feststehender Lichtquelle oder Lampe eignet, ist die Struktur ring- oder torusförmig, d.h. sie stellt ein Stück eines Venturi-Rohres im eigentlichen Sinne dar. Bei einer anderen Ausführungsform, die sich insbesondere für Beleuchtungseinrichtungen, wie Scheinwerfer eignet, bei denen die Lichtquelle oder Lampe beweglich oder verschiebbar ist, z.B. zum Fokussieren des Lichtbündels, besteht die Venturieffekt-Struktur aus zwei entsprechend geformten Flächen, die einander mit Abstand gegenüberlie gen und symmetrisch zueinander sind. In one embodiment, the particular for lights such as headlights with fixed Suitable light source or lamp, the structure is ring or toroidal, i.e. it represents a piece of one Venturi tube in the true sense another embodiment, which is particularly for Lighting devices, such as headlights, where the light source or lamp is movable or is displaceable, e.g. to focus the light beam, the Venturi effect structure consists of two accordingly shaped surfaces that face each other at a distance genes and are symmetrical to each other.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The following are exemplary embodiments of the invention explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines unteren Teiles oder Gehäuses eines Scheinwerfers; Figure 1 is a front view of a lower part or housing of a headlamp.

Fig. 2 eine geschnittene Frontansicht des das Gehäuse gemäß Fig. 1 enthaltenden Scheinwerfers; FIG. 2 is a sectional front view of the headlamp containing the housing according to FIG. 1;

Fig. 3 eine geschnittene Vorderansicht des unteren Gehäuseteiles einer Ausführungsform der Erfin dung, bei der die Lampe verschiebbar ist und Fig. 3 is a sectional front view of the lower housing part of an embodiment of the inven tion, in which the lamp is displaceable and

Fig. 4 eine Querschnittsansicht des unteren Gehäuseteils gemäß Fig. 3. Fig. 4 is a cross-sectional view of the lower case of FIG. 3.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Beleuchtungseinrichtung in Form eines Bühnen- oder Studioscheinwerfers dargestellt, der einen oberen Teil, in dem sich eine elektrische Lampe L, z.B. eine Glühfadenlampe, befindet, und einen unteren Gehäuseteil 10 enthält, der Einrichtungen der Halterung der Lampe und zu deren Stromversorgung enthält. Ein wesentliches Merkmal des Gehäuseteiles 10 besteht darin, daß es eine Anzahl von Öffnungen oder Schlitzen aufweist, die in Reihen angeordnet sind, insbesondere eine Reihe von Öffnungen oder Schlitzen 11 in der Vorderwand, eine Reihe von Öffnungen oder Schlitzen 13 im Boden und zwei Reihen von Öffnungen oder Schlitzen 14 bzw. 15 in den Seitenwänden. Diese Öffnungen sind in bekannter Weise, wie dargestellt, mit jalousieartigen Rippen oder Streifen versehen, so daß die Luft relativ unbehindert eintreten kann. Im Oberteil des Gehäuses ist ein Deckel 16 mit einer rostartigen Struktur als Luftaustrittsöffnung 17 vorgesehen, die eine Reihe von Öffnungen oder Schlitzen bildet, durch die die Luft austreten kann. Sowohl die Lufteinlaßöffnungen als auch die Luftauslaßöffnungen sind so ausgestal tet, daß keine aktinische oder Nutzstrahlung oder Ultraviolettstrahlung nach außen gelangen können und so, daß sich möglichst keine Wirbel bilden, die die Luftströmung verlangsamen würden. Zu diesem Zweck sind vorteilhafterweise innere Gegenöffnungen 11 a, 12 a und 13 a vorgesehen, die sich an Stellen entsprechend denen der Außenöffnungen 11, 12 und 13 befinden und deren Rippen oder Jalousien sich in der entgegengesetz ten Richtung erstrecken; auch die kanalförmigen Öffnun gen des Rostes 17 sind so orientiert, daß sie längs der Luftströmung verlaufen.In Figs. 1 and 2, an illumination device in the form of a stage or studio headlight is shown, which includes an upper portion in which an electric lamp L, for example, there is a filament lamp, and a lower housing part 10, which means the holding of the Lamp and its power supply contains. An essential feature of the housing part 10 is that it has a number of openings or slots which are arranged in rows, in particular a row of openings or slots 11 in the front wall, a row of openings or slots 13 in the bottom and two rows of Openings or slots 14 or 15 in the side walls. These openings are provided in a known manner, as shown, with blind-like ribs or strips, so that the air can enter relatively unhindered. In the upper part of the housing, a cover 16 is provided with a rust-like structure as the air outlet opening 17 , which forms a series of openings or slots through which the air can escape. Both the air inlet openings and the air outlet openings are designed in such a way that no actinic or useful radiation or ultraviolet radiation can escape to the outside and so that as possible no vortices are formed which would slow down the air flow. For this purpose, inner counter-openings 11 a , 12 a and 13 a are advantageously provided, which are located at locations corresponding to those of the outer openings 11 , 12 and 13 and whose ribs or blinds extend in the opposite direction; also the channel-shaped openings of the grate 17 are oriented so that they run along the air flow.

Bei den Seitenöffnungen 14 und 15 sind keine Gegenöffnun gen vorgesehen, da im unteren Gehäuseteil 10 eine Vorrichtung zur Verstärkung und Beschleunigung der Luftströmung in Form eines Venturieffekt-Diffusers vorgesehen ist, der den Reihen der Seitenöffnungen gegenüberliegt und aufgrund seiner Position und Struktur einerseits verhindert, daß Strahlung austritt und andererseits den Luftstrom wirkungsvoll beeinflußt. Diese Einrichtung ist ungefähr am Ort des Fußes der Lampe L angeordnet.In the side openings 14 and 15 no Gegenöffnun conditions are provided, since a device for amplifying and accelerating the air flow in the form of a Venturi effect diffuser is provided in the lower housing part 10 , which is opposite the rows of side openings and on the one hand prevents due to its position and structure that Radiation emerges and on the other hand effectively influences the air flow. This device is arranged approximately at the location of the base of the lamp L.

Der Diffuser besteht aus zwei Verkleidungsblechen oder Flächen 18, 19, die einander gegenüberliegen und einen Kanal für den Durchtritt der Luft bilden. Der Kanal enthält einen ersten unteren konvergierenden Abschnitt und einen zweiten oberen divergierenden Abschnitt, die durch eine Verengung oder einen Schlundab schnitt getrennt sind. Diese Struktur ähnelt weitgehend der eines Venturi-Rohres, und sie verhält sich auch wie ein solches. Wieder von unten nach oben gesehen wird sich also die Dichte der Strömungslinien der Luft bis zu einem Bereich maximaler Dichte in der Verengung erhöhen und anschließend wird die Dichte der Strömungslinien der Luft sich wieder verringern, was eine Beschleunigung der Luftströmung zur Folge hat.The diffuser consists of two cladding sheets or surfaces 18 , 19 , which lie opposite one another and form a channel for the passage of air. The channel includes a first lower converging section and a second upper diverging section separated by a constriction or a throat section. This structure is largely similar to that of a Venturi tube and behaves like one. Seen again from the bottom up, the density of the air flow lines will increase to a region of maximum density in the constriction and then the density of the air flow lines will decrease again, which results in an acceleration of the air flow.

Die Intensivierung der Strömung, d.h. in der Praxis die Erhöhung der Strömungsrate der Luft wird ferner durch zwei Reihen von Öffnungen 20 und 21 bewirkt, die in den den konvergierenden Abschnitt bildenden Flächen gebildet sind, wobei die jalousieartigen Rippen sich vom Diffuser aus gesehen nach außen er strecken. Das Vorhandensein dieser Öffnungen 20, 21 beeinflussen das Verhalten des Diffusers selbst nicht, es wurde jedoch festgestellt, daß bei Vorhanden sein dieser Öffnungen ein Wirkungsgrad erreicht werden kann, der höher ist als der, welcher bei einem einfachen Diffuser erwartet werden kann. Es sei jedoch ausdrück lich betont, daß die beiden Wirkungen zwar sich vorteil hafterweise kombinieren, aber im Prinzip aber auch unabhängig voneinander Anwendung finden können.The intensification of the flow, that is to say in practice the increase in the flow rate of the air, is further effected by two rows of openings 20 and 21 which are formed in the surfaces forming the converging section, the blind-like ribs extending outwards from the diffuser stretch. The presence of these openings 20 , 21 does not affect the behavior of the diffuser itself, but it has been found that if these openings are present, an efficiency can be achieved which is higher than that which can be expected with a simple diffuser. However, it is expressly emphasized that the two effects advantageously combine, but in principle they can also be used independently of one another.

Eine bemerkenswerte Verbesserung der Kühlung des Lampenkolbens wird sowohl durch die Beschleunigung und Intensivierung der Luftströmung als auch dadurch, daß die Luftströmung auf den in der Achse der Venturi- Rohrstruktur 18, 19 angeordneten Lampe L gerichtet wird.A remarkable improvement in the cooling of the lamp bulb is achieved both by the acceleration and intensification of the air flow and by the fact that the air flow is directed onto the lamp L arranged in the axis of the Venturi tube structure 18 , 19 .

Die Erhöhung der Geschwindigkeit der Luftströmung wurde durch eine Anzahl von Versuchen verifiziert. Die Strömungsgeschwindigkeit, gemessen mit einem Anemometer an den oberen Auslaßöffnungen des Rostes 17 war um 9 m/min höher und der Kühleffekt um 150°C besser als bei einem vergleichbaren bekannten Scheinwer fer. Diese Werte sind selbstverständlich nicht einschrän kend auszulegen.The increase in air flow velocity has been verified by a number of tests. The flow rate, measured with an anemometer at the upper outlet openings of the grate 17, was 9 m / min higher and the cooling effect was 150 ° C. better than in a comparable known headlight. Of course, these values are not to be interpreted restrictively.

Wie oben bereits erwähnt wurde, sind die Flächen 18 und 19 des Diffusers bei einem Scheinwerfer mit verschiebbarer Lampe wie er in Fig. 4 dargestellt ist, lineare prismenartige Flächen, deren Symmetrieachse die Achse der Lampe enthält. Im Falle eines Scheinwer fers mit feststehender Lampe werden die Flächen 18 und 19 dagegen in der Praxis durch eine einzige ring- oder toroidförmige Fläche gebildet und die Lampe L ist auf der Achse des Rings oder Torus angeordnet.As already mentioned above, the surfaces 18 and 19 of the diffuser in a headlamp with a displaceable lamp as shown in FIG. 4 are linear prism-like surfaces, the axis of symmetry of which contains the axis of the lamp. In the case of a headlamp with a fixed lamp, on the other hand, the surfaces 18 and 19 are formed in practice by a single ring-shaped or toroidal surface and the lamp L is arranged on the axis of the ring or torus.

Claims

1. Convection-cooled headlamp for stage or studio purposes with an upper housing part, which contains a lamp (L) located approximately in the middle with its bulb, and also with a lower housing part ( 10 ), which is used to power the lamp (L) contains electrical device, with air inlet openings ( 14, 15 ) and an air duct tapering in the base region of the lamp, which opens into a constriction, and with air outlet openings ( 17 ) in the upper housing part, characterized in that a part acting as a diffuser acts on the constriction connects, and that in the tapered part a number of ventilation slots ( 20, 21 ) are provided with outwardly projecting blind-like air guide elements, and the shape of the tapering part and that acting as a diffuser is geometrically adapted according to a fixed or displaceable lamp holder.

2. Convection-cooled headlamp according to claim 1, characterized in that the position of the ventilation slots ( 20, 21 ) in the tapered part corresponds to the position of the air inlet openings ( 14, 15 ) of the lower housing side wall.

3. Convection-cooled headlamp according to claim 1, characterized in that the tapering part and the part acting as a diffuser ( 18, 19 ) is rotationally symmetrical to the lamp (L) .

4. Convection-cooled headlamp according to claim 1, characterized in that the tapering part and the part acting as a diffuser are formed as two opposing flat surfaces which are symmetrical to a surface containing the axis of the lamp (L) .